基于ANSYS保温管道优化设计分析

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基于ANSYS保温管道优化设计分析

作者：高帅 何毅斌 甘沐阳 赵德顺 来源：《科学导报·学术》2018年第05期

摘 要： 针对保温管道在工作条件下卡扣处存在着大量热应力的问题，本文选取了市场上通用的带卡扣PVC塑料保温管道为研究对象进行了有限元分析。本文以热水通过后，对研究对象进行了热—结构耦合分析来确定保温管道结构具有的热稳定效果，并以保温管道的厚度为设计参数来尽可能降低保温管道在卡口处的最大热应力。研究结果显示，在不影响保温管道正常工作条件下，通过适当增加保温管道的厚度可以有效的降低保温管道卡扣处的最大热应力，当保温管道的厚度为7mm时，其最大热应力最小，减低幅度为原来的14.7%。 关键词： ANSYS；保温管道；管道厚度，优化设计

Abstract：Aiming at the problem that there is a lot of thermal stress in the snap-fitting of insulation pipe under the working conditions， this article selected the general purpose PVC insulated pipe with snap-fitting on the market for the finite element analysis. After passing through the hot water， this article conducted a thermal-structure coupling analysis of the research object to determine the thermal stability of the insulation pipe structure， and to minimize the maximum temperature of the insulation pipe at the bayonet by using the thickness design parameters of the insulation pipe. Thermal Stress. The results show that the maximum thermal stress at the snap-in of the insulation pipe can be effectively reduced by appropriately increasing the thickness of the insulation pipe without affecting the normal working conditions of the insulation pipe. When the thickness of the insulation pipe is 105 cm， the maximum heat is obtained. The stress is minimal， reducing the original 40%.

Keyword： ANSYS workbench；Insulation pipe；pipe thickness， optimal design

【中图分类号】 T U318 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2018）05-0218-02 0前言

首先，由于PVC塑料材料具有良好热疲劳性，因此保温管道一般多采用塑料PVC为制作材料[1]。在正常的工作条件下，保温管道搭建过程中往往采用卡扣进行固定，从而减少管道在工作过程中出现折口，变形等问题。在市场上，大多数公司生产的保温管道在投入市场之后，便出现保温管道卡扣处存在着大量热应力的现象，从而造成了在卡扣处存在着很大的热变形，这是往往是由于保温管道参数选取不当有关[2]。为了减小在保温管道在工作过程中的最大热应力，本文主要通过将保温层厚度设为参数来进行优化分析，为研究保温管道的研发提供了一定的参考。

1.带卡扣保温管道模型的分析